最新级-chap14-原子核和放射性课件ppt.ppt

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1、2009年级-CHAP14-原子核和放射性二、原子核的性质(1)大小实验测得：RH/r0~104,月球公转轨道半径／地球半径~60地球公转轨道半径／太阳半径~200水星公转轨道半径／太阳半径~80R=r0A1/3,r0=1.210-15m,=2.31017kg/m3(2)密度(3)核子之间存在核力(i)强相互作用力(ii)短程力(5)原子核具有电矩和磁矩(6)核能级,RH=0.53A=5.310-11m质子r0~1.2010-15m原子核的符号：(4)原子核带电量q＝Ze三、放射性核素和同位素(1)核素:Z同

2、A同的同一类原子核(2)同位素:Z同,(3)同量异位素:A同Z不同,(4)同质异能素:Z同A同,能态不同,放射性同位素：结构不稳的、能自发放出射线的同位素。如如如天然放射性核素：Z>83,有58种，等。人工放射性核素：有1300多种。如11C，13N，15O，18F等。一、衰变(decay)放射性核素放射出射线而转变成另一种核素的现象叫做衰变，射线就是高速运动的24He原子核。衰变方程:X母核，Y子核衰变的位移定则：子核在元素周期表中向前移动两位二、衰变(decay)和电子俘获(electroncapt

3、ure)衰变包括：-衰变、+衰变和电子俘获1.-衰变放射性核素的原子核放射出-射线变为另一种核素的现象衰变方程:-衰变本质：-衰变的位移定则：后移1位。2.+衰变放射性核素的原子核放射出+射线而变成原子序数减少1的核素的过程。衰变方程:+衰变本质：衰变能谱+衰变的位移定则：前移1位3.电子俘获(electroncapture,EC)原子核俘获一个核外电子，使核内一个质子转变为一个中子，同时放出一个中微子而变为原子序数减1的核素。衰变方程:电子俘获过程中产生:(1)X射线或(2)俄歇电子当高能级(

4、外壳层)的电子跃迁至低能级(内壳层)时，把多余的能量直接转移给同一能级的另一个电子，接受这份能量的电子脱离轨道成为自由电子—俄歇电子。三、衰变(decay)和内转换(internalconversion)(1)衰变：处于激发状态的核，跃迁到较低的激发态直至基态，发射出射线．衰变又叫跃迁．衰变方程:(2)内转换：在某些情况下，原子核从激发态向较低能态跃迁时不辐射出了光子，而是把这部分能量直接交给内层电子，使该电子脱离原子束缚，成为自由电子.｛射线占89%内转换占11%内转换过程中产生:(1)X射线或(2)俄

5、歇电子14－3核衰变的规律一、指数衰变规律理论和实验证明，单位时间内衰变掉的母核数量dN/dt(即衰变率)与现有的母核数N在数量上成正比．tt+dt,dN/dt=-N,或dN/N=-dtN=N0e-t衰变常数(decayconstant)：单位时间内衰变掉的母核数dN/dt与该时刻存在的母核总数N之比，单位是s-1．如果一种核素能够同时进行n种类型的核衰变，=1+2+…+nt=0,N=N0二、半衰期和平均寿命1.半衰期(halflife)放射性核素在数量上衰变掉一半所经历的时间，T(或T1/2)．N=

6、N0exp(-t)N=N0/2=N0exp(-T)T=ln2/=0.693/N=N0(1/2)t/T2.有效半衰期(effectivehalflife)dN=-(+b)Ndt=-eNdte=+be=ln2/Te=ln2/Tb=ln2/TbN=N0(1/2)t/Te3.平均寿命(meanlife)tt+dt,dN=-Ndt,dN总寿命:dT=(-dN)t=Ntdt平均寿命:总寿命:>T=ln2/=1.44T三、放射性强度(radioactivity)单位时间内衰变的原子核数,也叫放射性活

7、度。tt+dt,dN=-Ndt,A=-dN/dt=NN=N0exp(-t),A=N0exp(-t)=A0exp(-t)N=N0(1/2)t/T,A=N0(1/2)t/T=A0(1/2)t/T单位:1Bq=1s-1,1Ci=3.71010Bq放射性核素中每个原子核的平均存活时间。常用单位：mCi、Ci四、放射平衡(radioactiveequilibrium)1.放射系放射性核素的子核也是放射性核素，这一现象可延续几代，形成一个放射性核素家族。三大天然放射系：钍系：锕系：铀系：2.放射平衡A↓B↓C衰

8、变率dNA/dt=-ANAdNB/dt=-BNB+ANA…………………经过一段时间后，子体每秒衰变的核数将等于它从母体衰变而得到补充的核数，子体的核数就不再增加，达到放射平衡．此时，子核和母核放射性活度相等。同位素发生器(isotopegenerator),“母牛”(cow)意义：短半衰期核素的保存及医学应用14-6放射性核